2022年高中化學(xué) 第1章 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解 第1課時(shí) 電解原理（1）教案 魯科版選修4

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1、2022年高中化學(xué) 第1章 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解 第1課時(shí) 電解原理（1）教案 魯科版選修4 課型：復(fù)習(xí)課 考綱要求： 1、理解電解原理，知道電解池的構(gòu)成條件； 2、能正確判斷電解池的陰、陽(yáng)極，能夠判斷電極反應(yīng)物與產(chǎn)物； 3、能會(huì)書寫電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)方程式。 教材分析： 電解屬于電化學(xué)的知識(shí)的一部分，本節(jié)課屬于電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能一節(jié)課。與金屬活動(dòng)性順序、氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)的電離、離子反應(yīng)以及化學(xué)反應(yīng)的能量變化等知識(shí)有關(guān)，還與考綱中的金屬腐蝕與防護(hù)有很大的關(guān)聯(lián)。不僅復(fù)習(xí)了電化學(xué)知識(shí)，還能把氧化還原反應(yīng)、離子方程式和化學(xué)反應(yīng)與能量變化等知識(shí)聯(lián)系在一起，符合非常符合高三復(fù)

2、習(xí)的規(guī)律。 設(shè)計(jì)思路 本節(jié)課內(nèi)容《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能—電解》第1課時(shí)。復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容以上節(jié)復(fù)習(xí)的能量為切入點(diǎn)，從物質(zhì)的熔融體系入手，引領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧電解的原理，借助于電解池裝置，可以使一個(gè)不自發(fā)的氧化還原過程發(fā)生，并且該氧化還原過程的氧化過程與還原過程是分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行的；使他們對(duì)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移這一認(rèn)識(shí)得到提升。通過本節(jié)內(nèi)容的復(fù)習(xí)要先讓學(xué)生清晰的回顧起陽(yáng)極、陰極、電極反應(yīng)等概念，并理解掌握電解池中陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向及放電順序等內(nèi)容。然后再?gòu)?fù)習(xí)幾個(gè)比較復(fù)雜的水溶液體系的例子：電解食鹽水、電解精練銅和電鍍，進(jìn)一步鞏固復(fù)習(xí)內(nèi)容。 知識(shí)與技能目標(biāo)： （1）理解電解的原理，掌握電解

3、、電解池概念，清晰地建立起電極反應(yīng)的概念并能夠正確地判斷陰極和陽(yáng)極。 （2）能正確判斷電解池的陰陽(yáng)極，能正確書寫電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)式 重點(diǎn)、難點(diǎn)：理解電解原理、正確地書寫電極反應(yīng)式。 【基礎(chǔ)再現(xiàn)】 【教師活動(dòng)】引題，電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化是能量變化的重要方式。在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛：二次電源的使用、金屬的冶煉、電鍍等。 【學(xué)生活動(dòng)】：獨(dú)立完成：1、閱讀課本、筆記，回顧“電解的原理”；2、填寫導(dǎo)學(xué)案的下列內(nèi)容。（5分鐘）合作互助：同組內(nèi)交換意見，檢查更正。（5分鐘） 考點(diǎn)一　電解的原理 1．電解定義:在 作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生 和 的過程。 2．能量

4、轉(zhuǎn)化形式： 轉(zhuǎn)化為 。 3．電解池 (1)構(gòu)成條件 ①有與________相連的兩個(gè)電極。 ②__________(或__________)。 ③形成____________。 (2)電極名稱及電極反應(yīng)(如圖) (3)電子和離子移動(dòng)方向 ①電子：從電源________流向電解池的________；從電解池的________流向電源的________。 ②離子：陽(yáng)離子移向電解池的________； 陰離子移向電解池的________。 【學(xué)生展示】2名同學(xué)將完成的導(dǎo)學(xué)案實(shí)物投影或?qū)W生朗讀等形式展示，全班同學(xué)對(duì)內(nèi)容修正，明確最終答案。 【教

5、師活動(dòng)】對(duì)知識(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)（以投影形式）： 1、電解實(shí)質(zhì)：不可自發(fā)進(jìn)行的、吸熱的氧化還原反應(yīng) 2、電解池的構(gòu)成：兩極一液一電源 3、電極材料及電極反應(yīng): 惰性電極：石墨、鉑、金等 a、電極材料：相同或不同導(dǎo)體 活性金屬電極：銀、銅、鐵、鋅等 b、電極反應(yīng) 電子流出—陰極—帶負(fù)電荷—吸引陽(yáng)離子—陽(yáng)離子得電子—氧化反應(yīng)—產(chǎn)物： 氫氣、金屬、低價(jià)離子等 電子流入—陽(yáng)極—帶正電荷—吸引陰離子—陰離子矢電子—還原反應(yīng)—產(chǎn)物： 氧氣、非金屬單質(zhì)（S、Cl2、O2）等 【學(xué)生活動(dòng)】：

6、獨(dú)立完成：分析以石墨為電極電解飽和食鹽水的過程。以以下內(nèi)容體現(xiàn)出：①裝置簡(jiǎn)圖②標(biāo)出電子、電流方向③標(biāo)出離子的移動(dòng)方向④寫出電極式⑤寫出電解反應(yīng)的離子方程式、化學(xué)方程式（5分鐘） 合作互助：同組內(nèi)交換意見，檢查更正。（3分鐘） 【學(xué)生展示】2名同學(xué)將完成的內(nèi)容以實(shí)物投影或?qū)W生板書等形式展示，全班同學(xué)對(duì)內(nèi)容修正，明確最終答案。 【教師活動(dòng)】對(duì)知識(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)（以投影形式）： 4．分析電解過程的思維程序 (1)首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。 (2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽(yáng)兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放

7、電順序 陰極：陽(yáng)離子放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 陽(yáng)極：活潑電極>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子。 (4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。 (5)最后合并兩個(gè)電極反應(yīng)式得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。 【學(xué)生活動(dòng)】：合作完成：用分析電解過程的思維程序分析電解下列物質(zhì)的過程。 電解質(zhì)(水溶液) 電極方程式 電解方程式或電解離子方程式 被電解 的物質(zhì) 電極產(chǎn)物 溶液pH變化的原因、結(jié)果 電解質(zhì)溶液復(fù)原

8、 陽(yáng)極 陰極 含氧酸(如H2SO4) 陽(yáng)極：______ 陰極：______ 水減少，酸溶液的濃度____，pH____ 加 強(qiáng)堿(如NaOH) 陽(yáng)極：______ 陰極：______ 水減少，堿溶液的濃度____，pH____ 加 活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4) 陽(yáng)極：______ 陰極：______ 水減少，鹽溶液的濃度____，pH__________(若為水解的鹽) 加 無(wú)氧酸(如HCl)，除HF外 陽(yáng)極：______ 陰極：______

9、 H＋放電，c(H＋)減小，pH____ 加 不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如CuCl2)，除氟化物外 陽(yáng)極：______ 陰極：______ pH基本不變 加______ 活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如NaCl) 陽(yáng)極：______ 陰極：______ H＋放電，c(H＋)減小，c(OH－)增大，pH____ 加 不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4) 陽(yáng)極：______ 陰極：______ OH－放電，c(OH－)減小，c(H＋)增大，pH____ 加____ 【學(xué)生展示】1名同學(xué)將完成的內(nèi)

10、容以實(shí)物投影或?qū)W生板書、朗讀等形式展示，全班同學(xué)對(duì)內(nèi)容修正，明確最終答案。 【教師活動(dòng)】對(duì)知識(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)： 歸納：電極產(chǎn)物的判斷方法 陽(yáng)極：電極質(zhì)量減少或有非金屬單質(zhì)生成 陰極：金屬單質(zhì)或氫氣或低價(jià)陽(yáng)離子生成 5、電極反應(yīng)式的書寫方法： ①先看電源兩極；②再看電極材料；③然后看放電順序確定放電離子；④書寫電極半反應(yīng) 注意：兩個(gè)電極反應(yīng)式要遵循電荷守恒，電子得失的數(shù)目要相等； 【小結(jié)】電解規(guī)律： （1）電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實(shí)質(zhì)上是電解水，電解水型。 （2）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，陰極析出不活潑金屬，放氧生酸型。 （3）電解不活潑金屬無(wú)氧酸

11、鹽，實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身，分解電解質(zhì)型。 （4）電解活潑金屬的無(wú)氧酸鹽，陰極產(chǎn)生氫氣，陽(yáng)極析出非金屬，放氫生堿型。 （5）電解中電極附近溶液pH值的變化：陰極H+放電產(chǎn)生H2，_____________________。 陽(yáng)極OH-放電產(chǎn)生O2，____________________。 【學(xué)生活動(dòng)】：思考、完成下列問題 1、．電解過程中放H2生堿型和放O2生酸型的實(shí)質(zhì)是什么？ 2、．用惰性電極電解，若要使電解后的溶液復(fù)原，應(yīng)怎樣操作？ 3、．Ⅰ.以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，使鋁材表面形成氧化膜，

12、陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_______________________________________。 Ⅱ.用Al單質(zhì)作陽(yáng)極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q。寫出陽(yáng)極生成R的電極反應(yīng)式： ___________________________。 5．CuI是一種不溶于水的白色固體，可以由反應(yīng)：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I(xiàn)2得到?，F(xiàn)以石 墨為陰極，以Cu為陽(yáng)極電解KI溶液，通電前向電解液中加入少量酚酞和淀粉溶液?；卮鹣铝袉栴}： (1)陽(yáng)極區(qū)的現(xiàn)象___________________________________。 (2)陽(yáng)極電

13、極反應(yīng)式_________________________________。 【反思?xì)w納】 (1)書寫電解池中電極反應(yīng)式時(shí)，要以實(shí)際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫成分子式。 (2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。 (3)電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序中H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。 【真題再現(xiàn)】 1．（13天津）為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以A1作陽(yáng)極、pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下： 電池：pb（s）+pbO2（s）+2H2SO4（aq）=2pbSO4（s）+2H2O（l） 電解池：2

14、Al+3H2OAl2O3+3H2↑ 電解過程中，以下判斷正確的是 答案： D 2.（13浙江）電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時(shí)間后，藍(lán)色逐漸變淺。 已知:3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O 下列說(shuō)法不正確的是 A．右側(cè)發(fā)生的電極方程式：2H2O+2e—==H2↑+2OH— B．電解結(jié)束時(shí)，右側(cè)溶液中含有IO3— C．電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式KI+3H2O======KIO3+3H2↑ D．如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)方程式不變 答案：D

15、 3.（13山東）金屬冶煉和處理常涉及氧化還原反應(yīng)。 （1）由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時(shí)采用電解法的是 a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3 （2）輝銅礦（Cu2S）可發(fā)生反應(yīng)2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2 H2O，該反應(yīng)的還原劑是 ，當(dāng)1mol O2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為 mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時(shí)有氣體生成，該氣體是 （3）右圖為電解精煉銀的示意圖， （填a或b）極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，

16、則生成該氣體的電極反應(yīng)式為 （4）為處理銀器表面的黑斑（Ag2S），將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，食鹽水的作用為 解析：解析：（1）NaCl與Al2O3冶煉需要用電解法，F(xiàn)e2O3與Cu2S可以用熱還原法，所以為b、d。 （2）在該反應(yīng)中，Cu元素化合價(jià)由+1升高到+2，S元素由-2升高到+6，Cu2S做還原劑，當(dāng)有1molO2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為4mol，由于Cu2+水解呈酸性，加入鎂條

17、時(shí)，鎂與H+反應(yīng)生成了氫氣。 （3）電解精煉時(shí)，不純金屬做陽(yáng)極，這里就是a極；b電極是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，生成了紅棕色氣體是NO，遇空氣氧化生成的NO2，電極反應(yīng)：NO3-+3e-＋4H+＝NO↑+2H2O?；騈O3-+e-＋2H+＝NO2↑+H2O （4）做電解質(zhì)溶液，形成原電池。 答案：（1）bd （2）Cu2S；4；氫氣 （3）a；NO3-+3e-＋4H+＝NO↑+2H2O （4）做電解質(zhì)溶液，形成原電池。 【課上鞏固】 基礎(chǔ)題 1．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是：（ ） A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡； B．用鋅片做陽(yáng)極，鐵片做陰

18、極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅； C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵； D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快； 2．用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，電解質(zhì)溶液的pH下降的是（ ） A. CuCl2 B. AgNO3 C.BaCl2 D.H2SO4 3.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高，不變，降低的是（ ） A．AgNO3 CuCl2 Cu(NO)2 B．KCl Na2SO4 CuSO4 C．CaCl2

19、 KOH NaNO3 D．HCl HNO3 K2SO4 a b － + K2SO4溶液 4．右圖為直流電源電解稀K2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（ ） A．逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的 B．一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣 C．a(chǎn)電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色 D．a(chǎn)電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色 提高題 5（08江蘇）鎳鎘（Ni-Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：

20、Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是（ ） A．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O B．充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程 C．放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變 D．放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動(dòng) 6、某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4，它們的物質(zhì)的量之比為3：1。用石墨作電極電解該混合溶液中，其電極產(chǎn)物可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是 A．陰極自始至終只析出H2 B．陽(yáng)極先析出Cl2，后析出O2 C．電

21、解最后階段為電解水 D．溶液pH不斷增大，最后為7 7、如右圖所示，a、b是兩根石墨棒。下列敘述正 確的是 A. a是正極，發(fā)生還原反應(yīng) B. b是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng) C. 稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變 D. 往濾紙上滴加酚酞試液，a極附近顏色變紅 8.（04全國(guó)）在玻璃圓筒中盛有兩種無(wú)色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極，圓筒內(nèi)還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒，可以上下攪動(dòng)液體，裝置如右圖。接通電源，陽(yáng)極周圍的液體呈現(xiàn)棕色，且顏色由淺變深，陰極上有氣泡生成。停止通電，取出電極，用攪棒上下劇烈攪動(dòng)。靜置后液體又分成兩層，下層液體呈紫

22、紅色， 上層液體幾乎無(wú)色。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答： （1）陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式為_______________________________。 （2）陰極上的電極反應(yīng)式為________________________________。 （3）原上層液體是________________________________________。 （4）原下層液體是________________________________________。 （5）攪拌后兩層液體顏色發(fā)生變化的原因是_________ ____________________________________

23、________________。 （6）要檢驗(yàn)上層液體中含有的金屬離子，其方法_________ _______ ___， 現(xiàn)象是____________________________ 。 課上鞏固答案： 1.C 2.A 3.B 4.D 5.A 6.D 7.C 8.(1) 2I- --2e -=I2 (2) 2H++2e-=H2 (3) KI 或NaI水溶液 (4) 四氯化碳 (5) 碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，所以大部分碘溶解在下層的四氯化碳中 (6) 焰色反應(yīng) 火焰呈黃色為NaI水溶液（或火焰呈紫色為KI水溶液） 【課下鞏固】《新課程高考總復(fù)習(xí)》P11 三維達(dá)標(biāo) 【教學(xué)反思】通過本節(jié)復(fù)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了復(fù)習(xí)中的一些問題。學(xué)生以前學(xué)習(xí)的內(nèi)容遺忘太快，造成知識(shí)脫節(jié)，聯(lián)系不起來(lái)，有的如學(xué)習(xí)新課一樣。這就要求我們教師在教學(xué)中，上課復(fù)習(xí)把握好深淺度，全面而基礎(chǔ)的把知識(shí)復(fù)習(xí)透；課前讓學(xué)生做學(xué)案，帶著問題復(fù)習(xí)，充分利用好時(shí)間；課下及時(shí)練習(xí)鞏固，讓學(xué)生把知識(shí)落到實(shí)處。